Корабль с колесом. Кто изобрел первый в мире пароход
ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ ПАРОХОД
В 1815 году в России был построен первый пароход. Это знаменательное для отечественного судоходства событие произошло в Санкт-Петербурге на заводе Берда. Шотландец Чарльз Берд прибыл в Россию в 1786 году. Сначала он работал помощником Карла Гаскойна – тоже приглашенного специалиста в Петрозаводске на Александровском пушечно-литейном заводе. Позднее в 1792 году, вместе с тестем – еще одним шотландцем Морганом организовал товарищество. Одним из предприятий товарищества стал литейно-механический завод, названный впоследствии заводом Берда.
На тот момент монополия на производство пароходов была отдана Александром I Роберту Фултону, который был изобретателем паровой машины. Но так как в течение 3 лет Фултон не построил на реках России ни одного парохода привилегия на постройку перешла к Чарльзу Берду.
Шотландец взялся за дело всерьез, и уже в 1815 году в Санкт-Петербурге на заводе Берда был построен первый российский пароход, получивший название «Елизавета». Корабль, называемый на английский манер «пироскаф» или «стимбот» стал родоначальником российских пароходов. В качестве двигателя на «Елизавете» применили балансирную паровую машину Уатта, мощность которой составила 4 лошадиные силы, а частота вращения вала – сорок оборотов в минуту. На пароходе были установлены 6-лопастные бортовые колеса шириной 120 см и диаметром в 240 см. Длина «Елизаветы» составила 183 см, ширина 457, а осадка судна – 61 см. Паровой котел на одну топку работал на дровах, от нее шла дымовая труба из кирпича, которую позднее заменили на металлическую. Такая труба могла служить основой для паруса, ее высота составляла – 7,62 м. «Елизавета» могла развивать скорость до 5,8 узлов(почти 11 км/ч).
Первый раз пароход «Елизавета» был испытан на пруду Таврического сада и показал там хорошую скорость. Впоследствии, Чарльз Берд продолжил продвигать свое изобретение. Например, он приглашал петербургских чиновников на прогулку на пароходе. Во время поездки по Неве гостей развлекали и угощали, но, кроме того, в маршрут входило посещение завода.
Первый регулярный рейс парового бота «Елизавета» из Санкт-Петербурга в Кронштадт отправился 3 ноября 1815 года. Дорога туда заняла 3 часа 15 минут, обратно из-за плохой погоды – чуть более 5 часов. На борту находилось тринадцать пассажиров. В дальнейшем «Елизавета» стала регулярно ходить по Неве и Финскому заливу, а с легкой руки П.И. Рикорда английское название «стимбот» сменилось на русское «пароход». Рикорд одним из первых составил подробное описание первого российского парохода «Елизавета». Благодаря успеху своего изобретения Чарльз Берд получил несколько больших государственных заказов и создал свое пароходство. Новые пароходы перевозили и грузы, и пассажиров.
http://www.palundra.ru/info/public/25/
ПЕРВЫЕ ПАРОХОДЫ
Началом применения паровых двигателей "на воде" был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировалпервую лодку с паровым двигателем и гребными колесами. Предположительно после успешного испытания ее сломали лодочники, испугавшиеся конкуренции. Через 30 лет англичанин Джонатан Халлс изобрел паровой буксир. Э ксперимент закончился неудачно: двигатель оказался тяжелым и буксир затонул.
В 1802 году шотландец Уильям Саймингтон продемонстрировал пароход «Шарлотта Дундас». Широкое использование паровых машин на судах началось в 1807 году с рейсов пассажирского парохода «Клермонт»,построенного американцем Робертом Фултоном. С 1790-х годов Фултон занялся проблемой использования пара для приведения в движение кораблей. В 1809 году Фултон запатентовал конструкцию «Клермонта» и вошел в историю как изобретатель парохода. Газеты писали, что многие лодочники в ужасе закрывали глаза, когда «чудовище Фултона», изрыгающее огонь и дым, двигалось по Гудзону против ветра и течения.
Уже через десять-пятнадцать лет после изобретения Р. Фултона пароходы серьезно потеснили парусные суда. В 1813 г. в Питтсбурге в США заработали два завода по производству паровых двигателей. Через год к Нью-Орлеанскому порту было приписано 20 пароходов, а в 1835 г. на Mиссисипи и ее притоках работало уже 1200 пароходов.
К 1815 г. в Англии на р. Клайд (Глазго) работало уже 10 пароходов и семь или восемь на р. Темзе. В том же году был построен первый морской пароход "Argyle", который выполнил переход из Глазго в Лондон. В 1816 г. пароход "Majestic" выполнил первые рейсы Брайтон–Гавр и Дувр–Кале, после чего начинали открываться регулярные морские паровые линии между Великобитанией, Ирландией, Францией и Голландией.
В 1813 г. Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. Однако в России пароходов Фултон не создал. В 1815 г. он скончался, а в 1816 г. выданная ему привилегия была аннулирована.
Начало 19 века и в России отмечается строительством первых судов с паровыми машинами. В 1815 году владельцем механико-литейного завода в Петербурге Карлом Бердом был построен первый колесный пароход "Елизавета". На деревянную "тихвинку" была установлена изготовленная на заводе паровая машина Уатта мощностью 4 л. с. и паровой котел, приводившие в действие бортовые колеса. Машина делала 40 оборотов в минуту. После успешных испытаний на Неве и перехода из Петербурга в Кронштадт пароход совершал рейсы на линии Петербург–Кронштадт. Этот путь пароход проходил за 5 ч 20 мин со средней скоростью около 9,3 км/ч.
Началось строительство пароходов и на других реках России. Первый пароход в Волжском бассейне появился на Каме в июне 1816 г. Его построил Пожвинский чугунолитейный и железоделательный завод В. А. Всеволожского. Имея мощность 24 л. с., пароход совершил несколько опытных рейсов по Каме. К 20-м годам 19 века в Черноморском бассейне был всего лишь один пароход – «Везувий», не считая примитивного парохода «Пчелка» мощностью 25 л.с., построенного киевскими крепостными крестьянами, который через два года был проведен через пороги в Херсон, откуда и совершал рейсы до Николаева.
НАЧАЛО ОТЕЧЕСТВЕННОГО КОРАБЛЕСТРОЕНИЯ
Несмотря на все неблагоприятные условия, задерживающие возможность осуществления и распространения русских изобретений, труды русских новаторов еще в XVIII в. в области строительства паровых машин и металлургии способствовали введению в России парового и железного кораблестроения. Уже в 1815 г. между Петербургом и Кронштадтом совершал рейсы первый русский пароход «Елизавета», машина; которого мощностью 16 л. с. была изготовлена в Петербурге на заводе Берда. В 1817 г. на Урале строились первые волжско-камские пароходы и машины к ним. На Ижорском адмиралтейском заводе в 1817 г. был построен пароход «Скорый» длиною 18 м с машиной мощностью 30 л. с. и в 1825 г. пароход «Проворный» с машиной мощностью 80 л. с. На Черном море первыми пароходами были «Везувий» (1820 г.) и 14-пушечный пароход «Метеор» (1825 г.).
На опыте строительства малых пароходов, служивших для портовых нужд и перевозки грузов, в 1832 г. был построен военный пароход «Геркулес». На нем была установлена первая в мире усовершенствованная пароходная машина без балансира, построенная русскими техниками-новаторами. Такие машины появились в Англии только в конце тридцатых годов XIX в. В 1836 г. был построен первый колесный 28-пушечный пароходо-фрегат «Богатырь» водоизмещением 1340 т, с машиной мощностью 240 л. с.,изготовленный на Ижорском заводе.
Нагреваемыми путём сжигания органического топлива (уголь, мазут), для производства пара.
В 1736 году английский изобретатель Джонатан Халл предложил буксир с установленым двигателем .
Кроме этого рисунка я ничего не нашёл.
В 1783 году , маркиз Claude François Dorothée de Jouffroy d"Abbans построил экспериментальный колёсный пароход «Pyroscaphe».
После пятнадцатиминутного плавания, лодка утонула.
В 1785 году , американский изобретатель Джон Фитч построил паровую вёсельную лодку.
Позже, он начал осуществлять регулярные коммерческие перевозки по реке Делавэр, между Филадельфией и Берлингтоном.
Модель лодки Фитча «Perseverance». Deutsches Technikmuseum Berlin
В 1801 году , шотландский инженер и изобретатель Уильям Симинтон запатентовал , и заручившись поддержкой Лорда Дандаса , построил пароход «Charlotte Dundas».
Наиболее известным пароходостроителем, был американский инженер и изобретатель .
Так же ему принадлежит проект одной из первых подводных лодок.
О Фултоне
Роберт Фултон родился 14 ноября 1765 года в городке Литтл-Бритн (Little Britain) графства Ланкастер, штат Пенсильвания, США. Его отец был ирландцем, а мать - родом из Шотландии, они занимались фермерством. Когда ребёнку было всего три года, отец умер, и мать с детьми переехали в Ланкастер, продав ферму. В школе юный Роберт не блистал успехами, предпочитая проводить свободное время в местных оружейных мастерских, занимаясь рисованием, черчением и изготовлением фейерверков. В возрасте 12 лет Роберт увлёкся паровыми двигателями, а уже в 14 лет - успешно испытал свою лодку, оснащённую колёсным движителем на ручном приводе.
С 17 лет Фултон жил в Филадельфии, работая поначалу помощником ювелира, а затем - художником и чертёжником. В 1786 году, в возрасте 21 года, то есть по достижении совершеннолетия, Фултон, воспользовавшись советом Бенджамина Франклина, уехал в Англию, где изучал искусство рисовальщика и архитектуру у знаменитого Бенджамина Уэста.
В 1797 году Фултон переехал во Францию. Здесь он экспериментировал с торпедами, а в 1800 году представил Наполеону I практическую модель подводной лодки «Наутилус - 1».
«Наутилус - 3» проект 1806 года.
Видимо, благодоря этой конструкции, подводная лодка называется «лодкой».
Лодка была испытана в гавани Гавра, она прошла под водой 460 метров на глубине 7,6 м.
Проект остался невостребованным, в результате чего Фултон посвятил свою дальнейшую деятельность строительству пароходов.
В этом же 1800 году, Фултон начал эксперименты с паровыми двигателями и через три года построил паровое судно длиной 20 м и шириной 2.4 м. В ходе испытаний на реке Сена, пароход разогнался до 3-х узлов (узел = 1 морская миля = 1.8 км) против течения.
Воодушевленный успехом, Фултон заказал более мощный паровой двигатель в фирме . В 1806 году двигатель был доставлен в Нью-Йорк, куда переехал и Фултон, чтобы руководить постройкой судна.
В первое плавание пароход вышел 17 августа 1807 года. Фултон назвал его «North River Steamboat», но познее его стали называть «Cleremont».
Проход перевозил пасажиров между городом Нью-Йорк и столицей штата Нью-Йорк - городом Олбани.
Фултон запатентовал свой пароход 11 февраля 1809 года и в последующие годы построил ещё несколько паровых судов.
После этого, паровые машины начали широко использовать в судостроениии.
В 1811 году , Джон Стивенс построил паровой паром, курсирующий между Хобокеном и Нью-Йорком.
В 1812 году , шотландский инженер Генри Белл построил паровой катер «Comet».
Судно получило своё название в честь «Большой кометы 1811 года» .
Реплика. Порт Глазго.
В 1825 году Белл построил второй пароход «Comet II», который тоже утонул. Погибли 62 человека.
Первый русский пароход «Елизавета», был построен на заводе Чарльза Берда в 1815 году . Он совершал рейсы между Санкт-Петербургом и Кронштадтом.
В 1819 году американское парусное почтовое судно «Саванна», дооборудованное паровой машиной и съемными бортовыми колесами вышло из г. Саванна (США) в Ливерпуль и совершило переход через Атлантику за 24 дня. Большую часть пути оно прошло под парусами.
Из Ливерпуля корабль продолжил своё историческое путешествие, направившись в Стокгольм, а затем Санкт-Петербург.
5 ноября 1821 года пароход «Саванна» потерпел кораблекрушение близ острова Лонг-Айленд. Почти три десятилетия после этого ни один построенный в США пароход не пересекал Атлантику.
Первым кораблем, прошедшим по этому маршруту исключительно на пару, считается «Sirius», он совершившил трансатлантический переход из ирландского города Корк в Нью-Йорк в 1938 году.
До 1839 года строились колёсные пароходы, а первым винтовым паровым судном стал «Archimedes», построенный английским изобретателем
11 февраля 1809 года
американский изобретатель Роберт Фултон запатентовал пароход
, ставший главным водным транспортом в течение последующего столетия. И сегодня мы расскажем про историю пароходов, про десяток самых знаковых суден
, создание которых определило векторы развития этого вида кораблей.
Charlotte Dundas – первый в мире пароход
Несмотря на то, что «отцом парохода» считается Роберт Фултон, первым в мире работающим подобным транспортным средством стало судно Charlotte Dundas, спущенное на воду в 1801 году и построенное британцем Вильямом Симингтоном.
Построенный из дерева семнадцатиметровый пароход Charlotte Dundas, имел мощность паровых моторов 10 лошадиных сил и использовался для перевозки барж по одному из каналов в Англии. Но тогда никто не оценил новшество, в 1802 году судно было оставлено хозяином и гнило до 1861 года, пока его не разобрали на материалы.
Впрочем, лодки, которые двигались по воде при помощи парового двигателя, существовали и до этого, к примеру, Pyroscaphe от Маркуса де Жофруа д"Аббанса. Но к пароходам в современном понимании этого слова они относились весьма отдаленно, так что принято не брать подобные конструкции в расчет в качестве начала отсчета истории данного вида транспорта.
Clermont – первый пароход от Роберта Фултона
А по-настоящему пароход стал популярен и востребован по всему миру благодаря работе американца Роберта Фултона. Первый проект по строительству судна на пару изобретатель представил еще в 1793 году, удачные опыты в данном направлении он осуществил в 1803, а полноценный пароход с мощным двигателем и колесным ходом Фултон построил в 1807. Так появился Clermont (изначально назывался North River Steamboat).
Этот 46-метровый пароход плавал в качестве рейсового судна по реке Гудзон по маршруту Нью-Йорк – Олбани, чем быстро окупил расходы на свое создание и эксплуатацию. Но главной целью Фултона при строительстве Clermont было желание доказать, что подобное транспортное средство может существовать и, более того, быть надежным и быстрым (по меркам тех времен скорость 9 километров в час считалась приличной).
Роберт Фултон сыграл огромную роль в создании пароходов и популяризации этого вида транспорта, в том числе, и в России. Он даже получил от Александра I монопольное право на эксплуатацию паровых суден в нашей стране в течение пятнадцати лет. Фултон также инициировал строительство первого военного парохода, оснащенного пушками, правда, не дожил до его завершения.
Sirius – первый трансатлантический переход на пару
Первым пароходом, который преодолел Атлантический океан, стало в 1819 году судно Savannah. Но большую часть пути оно прошло под парусами – в то время совмещение двух источников движения было нормальным. А первым кораблем, прошедшим по этому маршруту исключительно на пару, считают Sirius, совершившим трансатлантический переход из ирландского города Корк в Нью-Йорк в апреле-мае 1938 года.
Интересно, что этот пароход всего на несколько часов опередил судно с названием Great Western, построенное специально для пассажирских перевозок через Атлантический океан.
Архимед – первый винтовой пароход
До 1839 года пароходы могли передвигаться по воде благодаря огромным колесам по бокам, крутившимся от пара, исходящего из турбин. А первым винтовым паровым судном стал Архимед (Archimedes), построенный английским изобретателем Френсисом Смитом.
Переход с колесного хода на винтовой позволил значительно увеличить ходовые качества пароходов, а также коэффициент полезного действия паровых двигателей, что стало прорывом в истории водных видов транспорта и привело со временем к полному вытеснению парусных судов. Ведь до середины 19 века даже пароходы имели мачты и паруса, чтобы передвигаться более эффективно и быстро. Появление винтов все изменило.
SS Great Britain – британский обладатель множества рекордов
Спущенный на воду в 1845 году, пароход SS Great Britain стал одним из самых известных паровых суден, настоящей легендой, триумфом британского инженерного искусства 19 века. Начнем с того, что с длиной корпуса 98 метров он был крупнейшим в мире пассажирским кораблем в период с 1845 по 1854 года.
Помимо этого, SS Great Britain стал первым пароходом с металлическим корпусом, пересекшим Атлантический океан. В середине девятнадцатого века только самые смелые инженеры и судовладельцы могли вслух рассуждать о том, чтобы заменить дерево металлом, это ведь совершенно нелогично – плавающее железо!
В течение сорока лет SS Great Britain возил пассажиров по маршруту Бристоль – Нью-Йорк, а сейчас этот пароход стоит на вечной стоянке в британском порту и работает в качестве музея.
Great Eastern – пароход несчастий
Пароход Great Eastern, спущенный на воду в 1858 году, в течение сорока лет считался самым большим кораблем в мире. Однако в историю он попал не только благодаря этому достижению, но и из-за дурной славы, череды несчастных случаев, регулярно с ним происходивших.
Первый казус с Great Eastern случился уже при спуске на воду – оказалось, что такое огромное судно (сначала оно называлось Левиафан) практически невозможно опустить при помощи лебедок, так что пришлось ждать огромного прилива. Затем этот пароход неоднократно садился на мель, сталкивался с другими кораблями, на нем взорвался котел, а однажды при переходе на шлюпке из парохода в порт утонули капитан и двое пассажиров.
Кстати, корабль Левиафан из одноименной книги Бориса Акунина весьма напоминает описанием пароход Great Eastern.
Turbinia – пароход с паровой турбиной
Небольшой катер с названием Turbinia, построенный в 1894 году, стал началом новой эпохи в развитии пароходов. Ведь это было первое судно, оснащенное паровой турбиной. Во время демонстрационных заплывов он поразил зрителей своей скоростью и маневренностью.
Турбиния дала начало новому виду пароходов, самыми известными из которых являются затонувшая в 1915 году от немецкой торпеды Лузитания и прожившая куда более счастливую корабельную жизнь ее сестра-двойняшка Мавритания.
Ермак – первый в мире ледокол
В 1899 году был введен в эксплуатацию построенный в Великобритании по заказу России пароход Ермак. Он стал первым в мире ледоколом арктического типа. Это судно длиной 97,5 м могло бороться с тяжелым льдами толщиной более двух метров.
Ермак стал настоящей гордостью нашей страны и верно ей служил вплоть до 1963 года. За это время он совершил огромное количество экспедиций по Арктике и высвободил из ледяного плена не одну сотню суден. Интересно, что в 1938 году этот уже практически «пенсионер» спас в северных водах более десятка куда более молодых ледоколов.
Титаник – самый известный пароход
Титаник – это не просто самый известный пароход, это вообще самый знаменитый корабль за всю историю Человечества. Хотя судьба его не такая уж и блестящая. Этот 269-метровый гигант затонул при первом же плавании через Атлантический океан, столкнувшись с айсбергом.
Но шумиха, поднятая в прессе, а затем и в искусстве, превратила эту катастрофу в одно из самых знаковых событий двадцатого века, а Титаник затмил своей славой все остальные великие корабли, даже с куда более удачными судьбами.
American Queen – современная легенда
Самым оживленным регионом, в котором использовались пароходы, является бассейн реки Миссисипи. Там этот вид транспорта носит легендарный характер – в течение ста лет именно паровые суда (преимущественно, колесные) переняли на себя основной объем пассажирских и грузовых перевозок.
И хотя вторая половина двадцатого века стала временем заката паровых суден, на Миссисипи они не то, что до сих пор используются, но даже строятся. Последним крупным подобным объектом, спущенным на воду, стал в 1995 году American Queen. Более того, 127-метровое судно является самым большим речным пароходом за всю историю этого вида транспорта. Так что говорить о скорой смерти последнего пока что не стоит.
А нижняя часть штока заканчивается поперечиной с ползуном. Ползун скользит вверх и вниз по шлифованным поверхностям параллелей, укрепленных на колонне машины. Параллели для движения поршня - это все равно что рельсы для трамвайного вагона. Они предохраняют шток от искривления.
Поперечина соединена со следующей тягой, которую называют шатуном.
Шатун устроен так, что его верхняя часть ходит вверх и вниз вместе с ползуном и штоком, а нижняя часть вращает, словно нога велосипедную педаль, одно из колен коленчатого вала машины.
Таким образом, прямолинейно-возвратное движение поршня в цилиндре преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. И что интересно, вращение коленчатого вала при помощи особого передаточного механизма- эксцентрика - производит попеременный впуск пара то в верхнюю, то в нижнюю полость каждого цилиндра через специальную золотниковую коробку, расположенную рядом с цилиндром. Здесь мы имеем обратное явление: вращательное
Движение вала преобразуется эксцентриками в прямолинейновозвратное движение задвижек коробки, называемых золотниками.
Золотники открывают окна то в верхней, то в нижней полости цилиндра, впуская туда пар. Пар от котла подводится по трубе через золотниковые коробки в цилиндр высокого давления, затем, последовательно, в цилиндры среднего и низкого давления, а из цилиндра низкого давления он уже отводится в конденсатор. Коленчатый вал машины соединен с целой линией валов. Эта линия тянется по специальному тоннелю иногда через несколько отделений парохода и заканчивается гребным валом, выходящим из кормовой части судна наружу. На этот вал насаживается гребной винт. Так движение поршней цилиндров заставляет вращаться коленчатый вал машин, судовой валопровод и гребной винт.
У первых пароходов гребных винтов еще не было. Были гребные колеса. Колеса удобны на реке, где мелко и нет больших волн. И сейчас еще много речных пароходов с колесами. На море с гребными колесами - просто беда, особенно когда разгуляются волны. Вот пароход кренится на правый борт. Колесо этого борта глубоко зарывается в воду, а левое обнажается. В этот момент работа левого колеса бесполезна. Оно хлопает лопастями в воздухе, а пользы для парохода никакой нет. Перевалится пароход на левый борт, правое колесо вращается впустую. А если так, то и машина работает неравномерно. Одно колесо перенапрягается, другое действует вхолостую. От такой работы части машин быстро изнашивались, выхолили из строя, а лопасти колес ломались.
Так было до тех пор, пока на пароходе не установили винт. Полезное действие винта было известно еще в глубокой древности. В те времена его использовали для выкачивания воды. Рассказывают, что еще в 1630 году из Китая в Европу привезли модель винта, предназначенного для движения судна. Но в эпоху парусного флота еще не было машин, которые могли бы вращать такой винт.
И только с появлением механического двигателя начали создавать и применять все более удачные конструкции гребных винтов. Очень интересный винт предложил чешский изобретатель йосеф Рессель в 1827 году. Его винт в США и Австрии признали вполне пригодным для движения паро-хода. За создание гребного винта Ресселю даже поставили памятник в Вене и Нью-Йорке.
Необычайный случай произошел с другим изобретателем- англичанином Смитом: он испытывал в 1836 году судно, имевшее длинный деревянный винт Архимеда. При случайной аварии часть винта обломали, но судно пошло гораздо быстрее. Оказывается, винт получил более выгодную форму.
В нашей стране первым винтовым пароходом был фрегат «Архимед», построенный в 1848 году.
Соперничество винта с колесом тянулось долго. А иногда приходилось ставить и винт и колесо одновременно. Так на построенном в шестидесятых годах гигантском судне «Грейт-Истерн» (оно имело около 200 метров длины) строители взгромоздили и колеса (диаметром по 17 метров!), и винт (весом около 36 тонн), да еще шесть мачт с парусами!
В 1842 году, чтобы окончательно решить, какой движитель лучше, сделали так: взяли два совершенно одинаковых фрегата с одинаковыми машинами (по 200 сил), но один сделали винтовым, а другой - колесным. Потом установили их кормой друг к другу, соединили крепкими цепями и дали полный вперед обоим кораблям.
Винтовой перетянул и поволок соперника со скоростью
2,5 узла.
Гребной винт и гребные колеса называют движителями судна. Кстати сказать, многие путают двигатель с движителем. Считают, что это одно и то же. На самом деле эти понятия разные. Двигатель - это машина, создающая необходимую для движения судна силу. Но сама по себе такая сила не может двигать судно. Требуется дополнительное приспособление, с помощью которого сила машины будет воздействовать на воду, отталкивать судно от нее. Это приспособление и есть движитель. Встречается много разных типов движителей. Но
самым распространенным является пока гребной винт. Он состоит из трех или четырех лопастей и общей втулки - ступицы, которая насаживается на гребной вал. Суда чаще всего имеют один - два гребных винта и столько же машин.
Как же работает гребной винт?
У колесного парохода видно, чем и как он гребет. У него по бортам колеса, насаженные на вал машины, идущий поперек судна. Лопастями своих колес пароход загребает воду, будто веслами. А у винтового вы видите за кормой только мощный поток бурлящей воды. Это гребной винт, сидящий глубоко в воде, вращаясь, ввинчивается в нее, с силой отталкивает воду назад, а судно движет вперед. Эта сила - упор винта, через специальный упорный подшипник на валу, передается всему пароходу.
Очень много значат для нормальной работы гребного винта правильно подобранные размеры и форма его лопастей. Вот какой случай произошел с нашим выдающимся кораблестроителем - академиком А. Н. Крыловым. Однажды он плыл на новом английском судне. Капитан этого судна был мрачен и очень неохотно отвечал на все вопросы Крылова.
Видимо, он чем-то был недоволен. В конце концов удалось выяснить причину плохого настроения капитана. Оказывается, его раздражала малая скорость парохода.
Гребной винт состоит из трех - четырех лопастей и ступицы
Катер вошел в самую гущу затора
«Вы понимаете, - сердито говорил капитан, - как это неприятно: идти со скоростью черепахи на судне, которое по всем своим данным должно быть быстроходным. В чем здесь дело, ума не приложу». Крылов сочувственно слушал капитана. Ему была понятна печаль старого моряка. И он решил помочь ему. Когда пароход пришел в Англию, Крылов направился в контору общества, которому
принадлежало судно, и увидел там модель злосчастного парохода. Модель в точности воспроизводила все устройство судна, но, конечно, с уменьшением (в 100 раз). Крылову сразу же бросилось в глаза, что у парохода винт непомерно велик. Он порекомендовал владельцу судна обрезать каждую лопасть винта на 200 миллиметров. Судовладелец послушался и потом не раскаивался в том, что доверился русскому ученому. Стоило уменьшить лопасти винта, и пароход стал давать скорость на несколько узлов больше. Оказывается, диаметр винта был подобран неправильно.
Как вы могли так искусно определить болезнь моего судна? - спросил изумленный судовладелец.
Я тридцать два года читаю «Теорию корабля» в Морской Академии в Ленинграде! - просто ответил Крылов.
Конструкторы много трудятся над тем, чтобы улучшить работу винта и этим увеличить скорость парохода без повышения мощности двигателя. Они пытаются создать и такие суда, где можно обойтись вообще без гребных винтов, колес и даже без рулей.
Вот какую картину можно было наблюдать однажды на реке Ман, южнее Красноярска. Тишину реки нарушил рокот мотора. Из-за поворота показался небольшой катер. Неожиданно ему преградило дорогу препятствие - нагромождение бревен. Но катер не остановился и не свернул. Подминая с полного хода под себя бревна, он вошел в самую гущу затора. При таких условиях плавания у любого судна обязательно бы разлетелся вдребезги винт и он потерял бы всякую возможность двигаться и управляться. Но в том-то и дело, что у катера винта не было. Не было у него и машины с валами и руля. Вместо всего этого катер имел только мощный насос.
Этот насос через приемные отверстия в днище втягивает
воду, а затем с огромной силой выталкивает ее через корму, а катер получает движение вперед. Такая установка называется водометной или реактивной.
Конструкторы создают и такие устройства, которые помогают небольшим винтовым судам развивать необычайно высокую скорость.
К таким устройствам относятся, например, подводные крылья. На заводе «Красное Сормово» в Горьком уже построен катер «Ракета». У него под корпусом два несущих крыла. На малой скорости хода такой катер движется как обычное судно. Но вот скорость катера увеличивается до 30 километров в час. Большей скорости из этого винта, казалось бы, выжать нельзя. Но тут и вступают в действие подводные крылья. Они, как крылья самолета, создают подъемную силу и выталкивают корпус катера из воды. Он как бы повисает над поверхностью воды. Погруженными в воду остаются только крылья, гребной винт и руль.
Благодаря этому сопротивление воды движению катера резко уменьшается, а скорость его увеличивается со сказочной быстротой: шестьдесят... восемьдесят... сто километров в час. Стремительно проносится катер вдоль живописных берегов.
Парусные корабли позволяли мореплавателям обойти вокруг света и принесли богатства некоторым великим нациям, но у них был один главный недостаток - они не могли двигаться без ветра.
Долгое время энергией для движения кораблей и судов был ветер, но в 60-х годах XVIII века изобретатель Джеймс Уатт построил революционный двигатель, который использовал энергию пара для приведения в движение механизмы. Он предложил конструкцию для эффективной откачки воды из шахт, чтобы их не затапливало. Недостатком балансирных двигателей Уатта было то, что они весили сотни тонн и нуждались в огромных помещениях.
В 70-х годах того же столетия французскому инженеру Жаку Перье поручили построить первое водопроводное сооружение для Парижа. В то время это был лучший способ для откачки воды из Сены. Инженер приобрел двигатель Уатта для своего проекта и когда парижский водопровод был построен, эта паровая машина показала себя превосходно. Добившись большого успеха, француз задался вопросом, что же еще можно с ним сделать? Дело в том, что в Англии паровой двигатель совершенствовали очень мало, так как Уатту и его деловому партнеру Мэтью Болтону принадлежали все патенты, и они не разрешали проводить дальнейшие эксперименты с машиной, но во Франции такой проблемы не существовало. И тогда Перье решил усовершенствовать конструкцию паровой машины. Первые улучшения были очевидными - были значительно уменьшены размеры. И мотивом для французского изобретателя стало желание создать машину, которая могла бы двигать корабль.
Вскоре в 1775 году Перье испытал первый корабль с паровым двигателем на реке Сена в Париже, на котором был установлен небольшой двигатель с 20 см цилиндром. Он создавал очень малое давление всего 140 граммов на квадратный сантиметр, но этого было достаточно, чтобы заметить улучшение в движении против течения. Инженер понимал, что паровая машина требовала усовершенствования, но построить корабль с паровым двигателем оказалось гораздо сложнее. На этом багаж знаний Перье был исчерпан. Но он доказал миру, что большие паровые суда строить можно.
Роберт Фултон и его колесный пароход «Clermont»
Идеи Перье привели к созданию первого удачного колесного парохода в Америке в 1809 году. Американцу Роберту Фултону хватило порядочности признать, что если слава может принадлежать одному человеку, то она принадлежит автору экспериментов проведенных на реке Сена в 1775 году. После того как колесные пароходы завоевали коммерческий успех в США они быстро распространились по Европе. Новый способ водных путешествий считался намного лучше, чем трястись по ухабам в дилижансе. Паровые двигатели становились наиболее эффективными и мощными. Сначала малооборотные паровые машины прекрасно подходили к колесам в качестве движителей. Но колесный пароход имел некоторые ограничения - шлюзы на реках были узкими, волны часто раскачивали судно и в воду попадали не все лопасти.
Гребные колеса были не идеальным , но нашелся талантливый инженер, который обладал нужным опытом, чтобы найти лучший способ приводить в движение корабли. Джон Эриксон был шведским инженером, который приобрел свою профессию в армии. Он проектировал каналы и железнодорожные локомотивы, оттуда он и узнал о паровых двигателях. В 1829 году Эриксон построил железнодорожный локомотив, но решил сосредоточиться на разработке двигателей для . Швеция состоит из рек и озер, поэтому экономика очень нуждалась в эффективном водном транспорте. У нее была хорошо развита промышленность, транспортирующая такие природные ресурсы, как железо и медь, которые нужно было перевозить на судах. В холодные зимы реки и озера замерзали, и использовать колесные пароходы становилось невозможным, но вскоре у них появилась альтернатива. Винт Архимеда был известен тысячу лет, и использовался лишь для подачи воды для орошения. У Эриксона возникла идея использовать его для движения судна. Он начал искать инвесторов, которые бы профинансировали его идеи. Но денег на изобретение не нашлось, поэтому он отправился в столицу изобретений XIX века Лондон. В Лондоне Эриксон обратился в Адмиралтейство Британии. Он считал, что Королевский военно-морской флот будет идеальным клиентом для его проекта. Королевский флот мечтал получить такую установку, которая была бы надежно спрятана ниже ватерлинии.
Джон Эриксон намного опередил свое время, разработав конструкцию соосного винта с противоположным вращением. Изобретатель создал укороченный вариант винта Архимеда, который мог двигать судно. Его новая морская состояла из двух рядов лопастей, вращающихся в противоположном направлении, создавая большую тягу.
В 1836 году Эриксон подал заявку в Британское патентное бюро на свое изобретение. Он хотел произвести впечатление на британский военный флот своим кораблем, винт которого вращался ниже ватерлинии и не мог быть поврежден в бою. Вскоре после получения патента инженер построил 50-метровый корабль, который был спущен на воду в 1837 году. Он развивал скорость до 10 узлов. В августе того же года отправился вниз по Темзе с баржей на буксире весом 650 тонн. На борту находился первый Лорд Адмиралтейства Сэр Вильям Сименс. Паровой буксир без труда проплыл против течения реки Темза. Лорд был поражен. Стало очевидно, что сложный винт с противоположным вращением, работающий от парового двигателя стал гораздо лучшим средством двигать корабль, чем большие колеса.
Изобретатель был уверен, что флот подпишет с ним контракт, но лорд поблагодарил его за демонстрацию и «испарился». Эриксон оказался в большой беде. Он потратил все свои сбережения на постройку парохода с винтом. Британскому флоту следовало бы ухватиться за идею, но вместо этого инженерное предприятие потерпело крах. Через некоторое время Джона Эриксона посадили в тюрьму за долги. Адмиралтейство считало, что покупать можно только полностью проверенную технологию, а не какую-то демонстрацию.
Но у кораблей с паровыми машинами было несколько реальных преимуществ, которые заставляли многих людей поддерживать новую идею Эриксона. Во-первых, корабли на паровой тяге были гораздо маневреннее, чем , и идеально подходили для внутренних водных путей часто очень узких. Кроме того пароходы могли ходить точно по расписанию, так как не зависели от ветра.
Хотя парусные суда продолжали перевозить большую часть грузов, пароход становился самым важным судном в оживленных гаванях. После первых испытаний паровой машины на Сене такие машины все еще были громоздкими и дорогими в эксплуатации. Их главной проблемой было такое неэффективное использование угля, что не могли взять на борт достаточный запас для дальних путешествий. В результате в 40-х годах XIX века были построены хитроумные гибридные корабли, которые использовали паровые двигатели, чтобы войти в гавань и выйти из нее, а в океане шли на парусах.
Когда Эриксона выпустили из тюрьмы, удача была готова снова улыбнуться ему. Его друг американский консул в Ливерпуле Фрэнсис Пигеон, в честь которого и назвал свой первый паровой буксир, представил его офицеру американского военно-морского флота Стоктону. Последнему понравилась идея, и он заказал постройку корабля длиной 25 м, который был спущен на воду в Ливерпуле в июле 1838 года. У нового парохода был винт 2 метров в диаметр. Его новый корабль легко тянул 4 угольные баржи весом по 100 тонн каждая со скоростью 5 узлов. Это произвело на американского офицера такое впечатление, что он пригласил шведского изобретателя в первое плавание через Атлантику. Американское руководство военного флота проявило большой интерес к судну Эриксона. Вскоре его идеи использовали в первом паровом фрегате Америки под названием «Princeton ». Этот корабль обладал техническими характеристиками, подтверждающими гений Эриксона. Паровая машина размещалась гораздо ниже ватерлинии и была недоступна для вражеского огня. Дымовую трубу можно было опускать, чтобы не мешала. И что самое главное в развитии технологии паровых двигателей Эриксона - он сумел создать механизм меньших размеров, и при этом производящий большую мощность.
Проект Эриксона стал находкой для американского флота, но вскоре случалось нечто непредвиденное. Его друг капитан Стоктон построил для фрегата «Princeton » пушку сконструированную Эриксоном. Во время демонстрации этого оружия в присутствии высокопоставленных персон из правительства орудие разорвалось, в результате чего погибли госсекретарь и министр военно-морского флота. На шведского изобретателя возложили вину на этот досадный инцидент и ему не дали кредита на постройку нового парохода.
В течение 15 лет американский флот, игнорируя проект Эриксона, безуспешно пытался самостоятельно применить его идеи. Коммерческие перевозки к тому времени уже имели надежную двигательную систему, так как винт теперь устанавливали ниже ватерлинии. Это в свою очередь оставляло больше места для людей и грузов, а, следовательно, приносило хорошую прибыль. Когда были разработаны более эффективные паровые машины, торговые суда могли взять на борт достаточно топлива чтобы идти куда угодно. Вскоре Джон Эриксон стал зарабатывать целое состояние своими коммерческими патентами в США, а затем к его изумлению люди, которые отвергли его прежние идеи, изменили свое мнение и признали его морским инженером. В Европе его проекты становились очень популярными. Через 15 лет после первого опыта военные корабли оснащались только подобными , а к 1860 году они стояли на всех океанских пароходах.
Джон Эриксон продолжал богатеть в США. Он создавал совершенно новые одетые в железо корабли, конструировал пушки и продолжал совершенствовать паровой двигатель , но его конструкция винта оставалась самым большим достижением в мире. В 1889 году он умер в Америке, ставшая ему родиной. Здесь его почитают как героя, а его тело было доставлено назад в Швецию на крейсере «Балтимор » корабле, оснащенном , конструкции самого изобретателя.
